Механические характеристики электрических двигателей
Механические характеристики электрических двигателейСкачать файл - Механические характеристики электрических двигателей
Языки программирования Паскаль Си Ассемблер Java Matlab Php Html JavaScript CSS C Delphi Турбо Пролог 1С. Компьютерные сети Системное программное обеспечение Информационные технологии Программирование. При выборе электрического двигателя, приводящего в действие производственный механизм, необходимо соответствие механических свойств характеристикам производственного механизма. Каждый производственный механизм в зависимости от технологического процесса имеет свою механическую характеристику. Так как производственные механизмы обладают большим разнообразием характеристик. Чтобы как-то их классифицировать, используется эмпирическая формула:. M 0 — момент трения в движущихся частях производственного механизма. Момент сопротивления будет зависеть от квадрата скорости. Момент сопротивления M с обратно пропорционален скорости, но при этом мощность будет оставаться постоянной. Характеристика первого типа относится к таким производственным механизмам, как поршневые насосы, механизмы подачи станков, электрические приводы конвейеров. Абсолютно жесткая характеристика, у которой скорость вращения не зависит от нагрузки. Жесткостью называется отношение приращения момента к приращению скорости. Наклон этой характеристики относительно максимальной скорости зависит от параметров двигателя. Характеристику этого типа имеет двигатель постоянного тока ДПТ и асинхронный двигатель на рабочей части механической характеристики. Данная механическая характеристика отличается резким снижением скорости при увеличении нагрузки. Характеристика этого типа будет у двигателей постоянного тока независимого и смешанного возбуждения. Механические характеристики служат основным критерием при выборе того или иного типа электродвигателя, поскольку механические свойства его должны соответствовать характеристикам производственного механизма. Электродвигатель должен также удовлетворять требованиям производственного механизма в отношении пусковых и перегрузочных свойств, характера изменения скорости при изменении нагрузки, величины перепада скорости и т. Механические характеристики производственных механизмов могут быть подразделены на следующие основные группы: К этой же категории могут быть с известным приближением отнесены механизмы, у которых основным моментом сопротивления является трение например, механизмы передвижения кранов и др. Приведенные типы механических характеристик производственных механизмов являются основными, дающими представление о наиболее распространенных механизмах. Механические характеристики электродвигателей могут быть подразделены на три основные категории: По такой характеристике работают синхронные электродвигатели; 2 жесткую, при которой скорость двигателя при изменении момента на его валу изменяется незначительно рис. Такой характеристикой обладают электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением и асинхронные двигатели в пределах рабочей части механической характеристики ; 3 мягкую, при которой скорость двигателя при изменении момента на его валу значительно уменьшается рис. Мягкая характеристика свойственна двигателям постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением. В таких характеристиках момент сопротивления изменяется обратно пропорционально скорости; при этом мощность, потребляемая механизмом, остается постоянной. Такими характеристиками обладают некоторые металлорежущие станки. Обычно при проектировании электропривода механическая характеристика производственного механизма является уже заданной, а механическую характеристику электродвигателя необходимо подбирать. Это достигается подбором электродвигателя соответствующего типа и изменением электрических параметров; его цепей. Механическая часть электропривода представляет собой систему твёрдых тел, движение которых определяется механическими связями между телами. Если заданы соотношения между скоростями отдельных элементов, то уравнение движения электропривода имеет дифференциальную форму. Наиболее общей формой записи уравнений движения являются уравнения движения в обобщенных координатах уравнения Лагранжа:. W k — запас кинетической энергии системы, выраженный через обобщенные координаты q i и обобщенные скорости ;. Здесь L — функция Лагранжа, представляющая собой разность кинетической и потенциальной энергий системы:. Число уравнений равно числу степеней свободы системы и определяется числом переменных — обобщенных координат, определяющих положение системы. Для определения обобщенной силы необходимо вычислить элементарную работу всех приведённых к первой массе моментов на возможном перемещении:. Аналогично, для определения имеем:. Примем механическую связь между первой и второй массами абсолютно жёсткой, то есть рис. Тогда и второе уравнение системы примет вид:. Это уравнение иногда называют основным уравнением движения электропривода. С его помощью можно по известному электромагнитному моменту двигателя М, моменту сопротивления и суммарному моменту инерции оценить среднее значение ускорения электропривода, рассчитать время, за которое двигатель достигнет заданной скорости, и решить другие задачи, если влияние упругих связей в механической системе существенно. Рассмотрим механическую систему с нелинейными кинематическими связями типа кривошипно-шатунных, кулисных и других подобных механизмов рис. Радиус приведения в них является переменной величиной, зависящей от положения механизма: Для получения уравнения движения такой системы без учёта упругих связей воспользуемся уравнением Лагранжа 2. F C — результирующая всех сил, приложенная к рабочему органу механизма и линейно связанным с ним элементам;. Здесь - суммарный приведённый к валу двигателя момент инерции системы. Для жёсткого линейного механического звена уравнение статического режима работы электропривода соответствует и имеет вид:. Если при движении то имеет место или динамический переходный процесс, или принуждённое движение системы с периодически изменяющейся скоростью. В механических системах с нелинейными кинематическими связями статические режимы работы отсутствуют. Он обусловлен тем, что массы, движущиеся линейно, совершают возвратно-поступательное движение, и их скорости и ускорения являются переменными величинами. С энергетической точки зрения различают двигательные и тормозные режимы работы электропривода. Двигательный режим соответствует прямому направлению передачи механической энергии к рабочему органу механизма. В электроприводах с активной нагрузкой, а также в переходных процессах в электроприводе, когда происходит замедление движения механической системы, происходит обратная передача механической энергии от рабочего органа механизма к двигателю. При изменении питающего напряжения частота вращения п изменяется пропорционально U. Следовательно, подавая на обмотку якоря различные напряжения U 1 , U 2 , U 3 , можно получить семейство механических характе-. Механические характеристики электродвигателей с последовательным а и независимым или параллельным б возбуждением при регулировании частоты вращения включением реостата в цепь обмотки якоря. Механические характеристики электродвигателя с последовательным а и независимым б возбуждением при регулировании частоты вращения путем изменения питающего напряжения. Схемы питания электродвигателя с последовательным возбуждением от генератора а и выпрямителя б. При уменьшении питающего напряжения механические характеристики двигателя смещаются в область меньших частот вращения и располагаются параллельно. Для осуществления указанного способа регулирования частоты вращения двигатель должен быть подключен к источнику постоянного тока с регулируемым напряжением: Питание тяговых двигателей от генератора осуществляется на тепловозах, а от выпрямителя — на электровозах и электропоездах переменного тока. На электровозах и электропоездах выпрямитель подключают к трансформатору, позволяющему изменять напряжение, подаваемое на вход выпрямителя, а следовательно, и его выходное напряжение U. На тепловозах в цепях управления имеется специальная электрическая аппаратура, позволяющая изменять ток возбуждения генератора, т. Несмотря на то, что рассмотренный способ требует довольно сложного оборудования, его широко применяют на современных локомотивах и электропоездах, так как он обеспечивает плавное и экономичное без потерь энергии в реостатах регулирование частоты вращения в очень широких пределах. Следует отметить, что для электродвигателей с параллельным возбуждением указанный способ регулирования применять нельзя, так как при уменьшении питающего напряжения соответственно уменьшался бы магнитный поток двигателя и увеличивался ток обмотки якоря. В этом случае двигатель должен быть переведен на независимое возбуждение. При этом изменяется напряжение, приходящееся на каждый двигатель локомотива, и частота вращения. При регулировании частоты вращения двигателей путем их последовательно-параллельного переключения число возможных схем соединений зависит от числа двигателей, установленных на данном локомотиве. Например, на четырехосных электровозах может быть использовано последовательное соединение тяговых двигателей рис. При соединении двигателей в две параллельные группы рис. Характеристики двигателей при этом располагаются одна над другой рис. Последовательно-параллельное переключение тяговых двигателей применяют также на тепловозах. Это позволяет ограничить диапазон регулирования напряжения генератора, от которого зависят его габаритные размеры и масса. Регулирование скорости вращения изменением сопротивления якорной цепи. Уменьшение скорости объясняется дополнительным падением напряжения в добавочном сопротивлении. Процесс перехода от одной скорости к другой происходит следующим образом. В точке 5 восстанавливается равновесие моментов и увеличение скорости прекращается. Однако ему присущи и некоторые существенные недостатки. Поэтому стараются применять его лишь в тех случаях, когда мощность электродвигателя невелика или снижение скорости вращения должно быть кратковременным. Для того чтобы изменить магнитный поток Ф, регулируют ток возбуждения двигателя с помощью. Схемы соединения тяговых двигателей на четырехосных электровозах или электропоездах а и б и механические характеристики двигателей при различных схемах соединения в: Схема включения регулировочного реостата параллельно обмотке возбуждения в двигателе с последовательным возбуждением а и механические характеристики б при различных сопротивлениях реостата. В двигателях с после-довательньм возбуждением регулировочный реостат включают параллельно обмотке возбуждения , вследствие чего через обмотку возбуждения будет протекать только часть тока якоря другая часть ответвляется в точке О в реостат R рв. Обычно регулировочный реостат имеет несколько ступеней с сопротивлениями R 1 , R 2 , R 3 , которые позволяют получать несколько ступеней регулирования тока возбуждения двигателя. Включение ступеней R 1 , R 2 , R 3 осуществляется контакторами 1, 2 и 3; при этом механические характеристики двигателя 2 при включении ступени R 1 , 3 при включении R 1 и R 2 и 4 при включении R 1 , R 2 и R 3 располагаются выше естественной характеристики 1 рис. Степень регулирования тока возбуждения характеризуется коэффициентом регулирования возбуждения? Рассмотренный способ регулирования прост и экономичен, поэтому его широко применяют на локомотивах и электропоездах. Однако в этом случае регулирование частоты вращения можно осуществлять только в сравнительно небольшом диапазоне. Нижний предел n min ограничивается насыщением магнитной цепи машины, которое не позволяет увеличивать в значительной степени магнитный поток, верхний предел n max —условиями устойчивости при сильном уменьшении Ф двигатель идет вразнос , а также тем, что при глубоком ослаблении возбуждения сильно увеличивается ток якоря I я , что приводит к возрастанию реактивной э. При этом повышается опасность возникновения искрения на коллекторе и появления кругового огня. По этой причине двигатели, предназначенные для работы в режимах глубокого ослабления возбуждения, обязательно должны иметь компенсационную обмотку и пониженное значение реактивной э. Обычно предельное значение коэффициента возбуждения? В двигателях с независимым и параллельным возбуждением регулировочный реостат, посредством которого изменяют ток возбуждения I в и магнитный поток Ф, включают последовательно с обмоткой возбуждения см. В этом случае при изменении тока возбуждения частота вращения n 0 при холостом ходе будет изменяться, т. Однако характеристики 1 и 2 при различных значениях Ф не будут параллельны, так как согласно формуле 65 изменяется снижение частоты вращения, обусловленное падением напряжения I я? R я в цепи обмотки якоря. Не нашли то, что искали? Google вам в помощь! Чтобы как-то их классифицировать, используется эмпирическая формула: Характеристики второго типа обычно бывают у механизмов подъема кранов. Характеристиками третьего типа обладают вентиляторы, центробежные насосы, компрессоры. Электрические двигатели делятся на различные виды по жесткости характеристик: Механические характеристики а — производственных механизмов: Наиболее общей формой записи уравнений движения являются уравнения движения в обобщенных координатах уравнения Лагранжа: Уравнение Лагранжа можно представить в другом виде: Расчетная схема двухмассовой механической части. Функция Лагранжа в этом случае имеет вид Для определения обобщенной силы необходимо вычислить элементарную работу всех приведённых к первой массе моментов на возможном перемещении: Подставив выражение для функции Лагранжа в 2. Двухмассовая жесткая механическая система. Тогда и второе уравнение системы примет вид: Подставив его в первое уравнение системы, получим: Нетрудно видеть, что где - радиус приведения. Запас кинетической энергии системы: Левую часть уравнения Лагранжа 2. Таким образом, уравнение движения жёсткого приведённого звена имеет вид: Для жёсткого линейного механического звена уравнение статического режима работы электропривода соответствует и имеет вид: Следовательно, подавая на обмотку якоря различные напряжения U 1 , U 2 , U 3 , можно получить семейство механических характе- Рис. Механические характеристики электродвигателей с последовательным а и независимым или параллельным б возбуждением при регулировании частоты вращения включением реостата в цепь обмотки якоря Рис. Механические характеристики электродвигателя с последовательным а и независимым б возбуждением при регулировании частоты вращения путем изменения питающего напряжения Рис. Схемы питания электродвигателя с последовательным возбуждением от генератора а и выпрямителя б ристик 1, 2 и 3, у которых при любой нагрузке n 1: Для того чтобы изменить магнитный поток Ф, регулируют ток возбуждения двигателя с помощью Рис. Схема включения регулировочного реостата параллельно обмотке возбуждения в двигателе с последовательным возбуждением а и механические характеристики б при различных сопротивлениях реостата регулировочного реостата R рв рис.
Механические характеристики электродвигателей
Механические характеристики асинхронных двигателей
Механические характеристики производственных механизмов и электрических двигателей
Расписание 301 автобуса санкт петербург
Большая карта калужской области
Способы взаимодействия и формы объединения людей
Скачать инструкцию по эксплуатации станка sietro 3.2
Excel как сделать в графике две оси